通快碟片式激光器培训课程.pdf

TRUMPFTrumpf Standard TrainingTruDisk(4C)通快碟片式激光器培训课程操作，维护及故障处理0zhuklTRUMPFTrumpf Standard TrainingTruDisk(4C)第一章 通快集团简介.11.通快集团.12.通快中国.2第二章 激光原理及安全.41.激光.42.激光安全.73.通快碟片式激光器的优势.12第三章 碟片式激光器结构及原理.14L激光加工系统的光学组成:.142.型号及命名规则.153.TruDisk激光器的结构简介.164.各模块及子系统功能介绍.18第四章 激光器与外部通讯.361.开关机及急停交互界面.362.安全回路.393.外控信号及时序.40第五章 基本操作.451.设备外壳.452.控制方式.453.手动选择光路.464.更改光路名称.47第六章 激光器的维护与保养.481.综述.482.保养所需要的耗材备件.483.开关激光器的舱门.494.水管快接的连接及脱离.495.需要定期维护的项目.496.其它保养工作及部分模块更换.54第七章 故障判断及处理.581zhuklTRUMPFTrumpf Standard TrainingTruDisk(4C)1.报警及报错信息.582.运行中断后的处理.59第八章 服务通道及流程.641.预防性保养.642.购买备件.653.设备报修.652zhuklTRUMPFTrumpf Standard TrainingTruDisk(4C)第一章通快集团简介1.通快集团通快集团是机床工业及医疗技术领域的高科技公司。通快公司不仅为用户提供创 新及高质量的产品，也为用户提供镀金加工，激光生产，电子应用及医疗设备方面的 解决方案。在这些领域的通快专家提供用户所需的竞争优势。1.1.通快的历史通快集团的一大传统是在每个工作领域都不断追求技术创新。公司的历史表明,从1923年创立之日起，新理念、传承传统和不断国际化就成为公司发展的主旋律。1.2.全球网点通快在全球有58个子公司，其中21个有生产工厂。圆 Headquarters Subsidary1zhuklTRUMPFTrumpf Standard TrainingTruDisk(4C)13 主要产品机床/电动工具：平面激光切割；柔性镀金加工设备；冲床；折弯机；电动工具激光：C02激光器；固体激光器；激光打标机；三维激光加工系统电源：等离子电源；感应加热器；C02激光激励电源2.通快中国通快（中国）有限公司是通快集团下属的五十多个子公司之一，自2000年开始 在中国的直接投资，先后在江苏太仓与广东东莞投资了四家生产化企业，生产数 控镀金加工机床与医疗设备等。通快（中国）有限公司同时负责通快全球产品在中国的销售及售后服务支持业务。在上海、北京、东莞、成都及全国二十多个城市均设有销售及售后服务网点，并 分别在上海、广东与太仓设有备件仓库。2zhuklTRUMPFTrumpf Standard TrainingTruDisk(4C)分支机构及服务站点总部设于上海的通快中国在全国设有31处分支机构以及销售和和服务站点。安州都汉刑法 西郊成政林生产分公司销售及服务3zhuklTRUMPFTrumpf Standard TrainingTruDisk(4C)第二章激光原理及安全1.激光1.1.什么是激光一受激辐射的光放大LASERL-LightA-Amplification byS-StimulatedE-Emission ofR-Radiation1.2.激光产生的原理当激光介质中的原子收到泵浦能量时，产生越迁，进入高能态。但由于高能 态不是稳定状态，原子在很短的时间内又会恢复到基态，同时将吸收的能量以光 和热辐射的形式发出，发出的光的波长与激光介质有关。当发出的光击中其他原 子，基态原子会吸收这束光，高能态原子会发出相同波长及运动状态的光（受激 辐射）。当高能态原子数量大于基态原子时，激光就得到了放大。光束在谐振腔内不 停的振荡放大，通过输出耦合镜输出，就产生了激光。base state4zhuklTRUMPFTrumpf Standard TrainingTruDisk(4C)谐振腔原理图1.泵浦源 2.输出耦合镜 3.收激发射的光束 4.高能态原子5.基态原子 6,激光介质 7.后返射镜1.3.激光器的分类激光器根据不同的泵浦介质，可以分为固体，气体，燃料，半导体等，其中固体激光根据不同的激光介质可以分为Nd:YAG;Nd:YVO;Yb:YAG等；根据不同的腔体形式，又可分为灯棒；碟片；光纤等。输出激光的波长和激光介质有关，和腔体形式无关。200 400 600 800 1.000 1 200 10.000 11.000 nmUV visible near infrared/far infrared5zhuklTRUMPFTrumpf Standard TrainingTruDisk(4C)1.4,几种固体激光器的腔体结构原理弧光灯泵浦的晶体棒激光器示例：多腔体结构晶体棒激光器HL 1003D谐振腔HL3306DHL4406D放大腔谐振腔谐振腔放大腔光纤激光器结构原理振荡器后反镜输出境泵浦模块光纤盘放大器激光光缆输出耦合激光束6zhuklTRUMPFTrumpf Standard TrainingTruDisk(4C)1.5.激光技术在通快的发展历程如今，激光作为一种工具被直接或者间接应用在几乎所有的生活领域，通快集团 对此也起到了关键作用。从起初用于焊接手表中的弹簧，到如今激光微加工和普通加 工领域的最新发展趋势一激光的成功，从某种意义来上来说也是通快的成功。2.激光安全2.1.激光防护等级激光器防护等级表明发射的激光束造成的为害程度。激光器按期危害程度划分为1级到4级。分级时将评估：对眼睛的危害 对皮肤的危害眼睛对激光束极为敏感，因此评估时要特别考虑。Classi：激光在合理的保护下,不会对人体造成任何伤害。ClassIM：激光波长在302.5nm到4000nm之间,如有合理的防护则对人体 不会造成任何伤害,但如果通过光学组件,则有可能造成伤害。Class2：激光波长在可见光范围内,400nm到700nm,操作时眼睛需要采取 适当的防护措施,同时要在合理的条件下进行操作。Class2M：激光波长在可见光范围内,400nm到700nm,操作时需要采取适 当的防护,如果激光通过光学系统聚焦,则可能对眼睛造成伤害 Class3R：波长在302.5nm至11 100mm之间,直视激光将造成伤害,损伤比 Class3B 略低。Class3B:波长在302.5nm到100mm之间,直视激光将造成伤害,只能通 过适当的衰减片来观察。Class4：直接辐射或者散射光都会对眼睛或者皮肤造成严重伤害,操作时必 须采取严格的防护措施,操作人员需进行过安全培训。7zhuklTRUMPFTrumpf Standard TrainingTruDisk(4C)激光等级分类图:pilot laser,adjustment laser Yb:YAG%M Mod(DSE_class 4302,5 315 450 500 600j I 10501 1150 1500 180 400 635-650700 1030 1400 1800 2600 4000 10640U s006，BSwave length in nm2.2.激光警示标签脉冲激光class 4激光警示标签Po连续激光功率或脉冲激光平均功率Pp脉冲激光器的峰值功率t脉宽F重复频率X激光波长XX连续激光Ai8zhuklTRUMPFTrumpf Standard TrainingTruDisk(4C)class 1激光警示标签Note:激光辐射无害！不需要任何防护措施!Laser Class 12.3.激光束对眼睛的危害不同波长激光束在眼睛中的入射深度由图中可见，近红外段及可将光段(400-1400nm),也是固体激光器的最常见波段,是直接穿透眼球进入黄斑的，如果造成伤害 是不可逆的，严重时可导致失明。并且次波段入射眼球时还经过前端晶状体以 及角膜的聚焦，在眼底聚焦处的功率密度进 一步放大，从而造成更严重的伤害。9zhuklTRUMPFTrumpf Standard TrainingTruDisk(4C)视网膜对不同光源的吸收率及耐受程度Radiation absorbed from the retina(W/cm2)adtftfo1BynN auooo-101 1 1*Laser(1W)Laser由图中可见，即使是1毫 瓦的激光，其在眼球视网 膜上产生的功率密度为太 阳的100倍，如果照射超 过0J5秒，就会对眼睛产 生伤害。Arc lamp Max.permissibleradiation for 0,15 secondsI I ll|I I II|I I I100 pm 1 mm 1 cmImage size on the retina2.4.激光防护眼镜在有激光射线的区域停留或者进行操作，必须一直佩戴激光防护眼镜O 激光防护眼镜必须选择对应的防护波长及防护能力。D 1060-1064 nm L6 X ZZ测试特性 制造商防护等级标准，根据EN207防护波长 激光模式：D=连续激光I=脉冲激光R=巨脉冲激光M=模式耦合激光如上图所示，激光防护眼镜上都有相应的标示，告知此眼镜所能防护的波长，脉冲类型,防护等级以及执行标准等。当激光直射眼镜时，如能量过大眼镜可能会冒烟，但有一定的时 间才会烧穿，此时激光不会透过眼镜，应及时避开。10zhuklTRUMPFTrumpf Standard TrainingTruDisk(4C)重要：-防护效果至少10秒!不要直视激光源！2.5.TruDisk系列激光器安全事宜TruDisk系列激光器所包含的波段及安全等级:1.泵浦光源：波长 930nm940nm,Class42.工作激光：波长1030nm,Class43.导引激光：波长635nm,Class3碟片式激光器的泵浦光源及工作激光都是等级为4的激光，会对人体，特别是眼睛造成 严重伤害。在激光器光学舱盖打开或者其他任何可能直接接触到激光的情况下，必须采取正 确的防护措施，操作人员必须经过安全及操作培训。2.6.其他可能产生的危害 a.电气激光器外部供电为400V三相交流电，内部有高压及大电流的电源组件，放电时间可能需要1分钟以上。因此在操作上学要有资质的人员来进行。b.气体及固体颗粒物激光产生的超高温会使材料表面汽化，特别是金属加工，产生的细微粉尘会在空气中 漂浮很长时间，如过量吸入会形成矽肺等呼吸系统疾病。c.火灾激光为高相干性光束，即使散射光也可能具有相当的能量，可以引燃易燃物。d.机械一般在应用激光进行加工时，都有配套的机器人或者机床，可能会造成机械事故。AA High voltage!Caution!Danger to Life!A ATTENTION!Before opening disconnect mains!11zhuklTRUMPFTrumpf Standard TrainingTruDisk(4C)2.7.防护措施a.组织机构措施现场管理，5S,制定安全规范等。b.人员资质培训对操作维修人员进行相应的培训。c安全装置急停，安全回路及光闸，激光警示灯。d.个人防护用品激光防护眼镜，口罩，手套等。3.通快碟片式激光器的优势a.转换功率高，可达30%,与老式的灯棒式激光器相比，高了近10倍。b.光束质量高，可达4mm.mrad,可用于高精度高速切割深熔焊，而灯棒式或半导体激 光器大于24mm.mrad,许多应用无法实现。c.维修成本低，无论光学系统还是电器系统都可以更换单个备件，而光纤及半导体激光 器一旦损坏，只能整体更换光源。d.使用光纤引导输出，实现柔性加工，即可使用机床，也可使用机器人。12zhuklTRUMPFTrumpf Standard TrainingTruDisk(4C)e.闭环功率控制，输出能量波动在1%以内f.具有远程诊断功能，许多故障可以通过通快远程服务中心解决,第一时间恢复生产。13zhuklTRUMPFTrumpf Standard TrainingTruDisk(4C)第三章碟片式激光器结构及原理1.激光加工系统的光学组成：激光器，光缆，加工镜头再加上外围的工作台/机器人及辅助设施，就组成了一套完整的激光加 工系统。1.激光器5.可编程聚焦镜2.操作面板（选配）6.可控聚焦镜头4.光缆7.加工聚焦镜头14zhuklTRUMPFTrumpf Standard TrainingTruDisk(4C)2.型号及命名规则(40 表示单腔功率为4Kw,目前通快所能制造的最大功率为16Kw,即4个腔体叠加。输出的激光根据不同光束质量有不同的应用，使用不同的引导光纤，如0.1mm,0.2mm,0.3mm,0.4mm,0.6mm。一般0.1mm输出用于切割，其他输出用于焊接及表面处理。在输出为02mm时，光束质量为8mm.mrad,可用于多种焊接。部分型号激光器的腔体数，输出功率及光束质量:TruDisk 4002Wavelength of the laser light1030 nmMinimum laser power80 WMaximum laser power4000 WBeam parameter product8 mm mradTruDisk 4006Wavelength of the laser light1030 nmMinimum laser power80 WMaximum laser power4000 WBeam parameter product24 mm mradTruDisk 3001Wavelength of the laser light1030 nmMinimum laser power90 WMaximum laser power3000 WBeam parameter product4 mm mrad激光器的名称标签在设备的左上方，根据名称，我们可以知道这台激光器的额定输出功率,光束质量及腔体类型。TruDiskXXX X(4C)碟片式激光器单个腔体最大输出4000WLL光纤直径O.X(mm)XXX0二激光额定功率通快激光设备15zhuklTRUMPFTrumpf Standard TrainingTruDisk(4C)3.TruDisk激光器的结构简介外部结构:1.顶盖2.用户仓保护罩3,冷却水接口（加工镜头）4.保护罩5.保护罩锁6.叉车孔7.圆木吊装孔8.地脚 9.控制电缆进口10.外部冷却水接口11.电源开关12.显示及操作组件内部组成:1.激光及导光组件2.泵浦单元3.内循环冷却系统4,空气过滤器5.控制系统6.半导体电源7.供电单元8.机箱冷却单元16zhuklTRUMPFTrumpf Standard TrainingTruDisk(4C)工作原理逻辑图:PDBE-Stop circuit 400 VACrmains distributiondiode power supply(DPS)cabinet cooler externalT cooling circuit二口(三士工17zhuklTRUMPFTrumpf Standard TrainingTruDisk(4C)4.各模块及子系统功能介绍TruDisk激光器采用模块化设计，根据不同功能可以分为：谐振腔，导光系统，冷却循环,供电单元，半导体电源，空气净化器及控制系统。4.1.光学平台光学平台包含了谐振腔及导光系统，是激光产生及引导输出的重要组件。1.光路吸收器2.光纤耦合镜3.光缆 4.后返镜5.泵浦单元6.泵浦模块7.干净空气输入孔8.腔体9.摄像头 10.输出耦合镜11.折返镜干净空气输入孔12.双返镜13.能量及功率计14.折返镜15.主光闸16.主吸收器17.光路光闸4.1.1.谐振腔腔体与后反镜，折返镜及输出耦合镜组成谐振腔，吸收泵浦单元提供的泵浦光，通过输 出耦合镜，输出1030nm波长的工作激光。18zhuklTRUMPFTrumpf Standard TrainingTruDisk(4C)泵浦单元及泵浦模块泵浦模块产生泵浦激光，波长为930940nm,是工作激光的激励源泵浦模块产生的泵浦光进入泵浦单元后进行和束，准直，整形及聚焦后，形成一束接近 圆形的平行光束。腔体及碟片泵浦光进入腔体,在腔体的光学结构上来回反射，多次经过碟片，并被碟片吸收。19zhuklTRUMPFTrumpf Standard TrainingTruDisk(4C)碟片产生激光，在谐振腔的前后反射镜之间振荡，当达到阈值后，输出工作激光。如需要更高的功率，可以通过多个腔体叠加形成多腔体谐振腔，如下图:4.1.2.导光系统实时检测谐振腔输出激光的功率，通过不同的光学结构将激光束分时或分束，耦合后 导入光缆输出。图中所示系统为分时输出，同一时刻激 光只能通过一条光路输出，光路光闸只有 一个处于工作状态。由于这一波段的激光在玻璃上的吸收效 率为0,光学镜片可以采用玻璃来制造,大大节约了制造成本。20zhuklTRUMPFTrumpf Standard TrainingTruDisk(4C)双反射镜谐振腔输出的激光先进入双反射镜，90度反射后进入中心光闸。其中一块反射镜为 1%。透射(12),透过的激光从位置11进入功率计，实时检测输出功率。12 13 一一 1功率计功率计将输入的激光(4)转换为电信号，通过接口 3输入控制系统，控制系统根据信 号实时调节输出功率，达到闭环控制的目的。21zhuklTRUMPFTrumpf Standard TrainingTruDisk(4C)中心光闸中心光闸为双镜片结构，右侧镜片由电机驱动(15),当收到光闸打开信号时，镜片抬 起，激光输入前段光路。当关闭时镜片落下，激光通过位置1进入吸收器。吸收器吸收器为T型结构，激光进入后在两侧多次反射，均匀冷却，然后由冷却水将热量带走。22zhuklTRUMPFTrumpf Standard TrainingTruDisk(4C)光闸光闸由电机驱动（3）,并于安全同路，急停回路，光纤检测问路关联，在选中光路后,当以上条件都满足，才能打开。下图为光闸打开A及关闭B的状态。注意：光闸打开时，导航激光（2）不可用，这是为了避免在可能出射激光的状态下进 行调试。耦合器光闸前端为耦合器，激光从下图中耦合器背面输入，聚焦后从前端输出进入光缆。1,2,4为调解螺丝，可调解聚焦位置与光缆匹配，并通过散射光传感器来监控耦合状态及光缆端 面是否有污染。光缆为即插即拔，一般首次安装调节耦合后，再次更换光缆不需要再调节。23zhuklTRUMPFTrumpf Standard TrainingTruDisk(4C)4.1.3.光缆激光通过耦合器进入光缆传输，输出后进入加工镜组，同过镜组准直聚焦后作用在加工光缆的最小折弯半径为200mm激光在光缆中传输示意图激光在光纤中的传输是同过不同介 质不同的折射率在一定角度下形成 全反射产生的，在此过程中几乎没 有损耗，但是如果折弯半径太小，无法形成全反射，会导致激光溢出,影响传输效率，严重时还可能造成 光缆损毁。光缆检测回路出于安全考虑，通快所提供的光缆具有高效的检测回路，分为外部保护层隔绝回路（2）及内部导通回路（1-3）,导通回路串有包裹光纤的螺旋电阻及热敏电阻，加工镜头及耦合器 上有对应的连通pin脚，无论耦合器还是镜头损害，光纤随坏或者过热，都后导致导通回路 断开，激光器停机报警。外部隔绝回路连接金属包层，如果光纤受外力损坏，会使隔绝回路 与导通回路短路，激光器同样会停机报警。24zhuklTRUMPFTrumpf Standard TrainingTruDisk(4C)注意，如果光缆铺设时与金属表面贴合过紧或者经过尖锐金属，也可能由于电磁感应导 致隔绝回路报警。供电位于激光器正面左下方。其作用为：将外部动力电源转化为激光器所需要的所有直流及交流电，供给各个模块。通过断路器，保险丝保护整个电气问路。设有急停连接界面，可以通过此界面将外部急停信号与激光器连接。设有开机连接界面，可以连接外部机台控制开关。设有控制盒/操作面板开关机界面。25zhuklTRUMPFTrumpf Standard TrainingTruDisk(4C)4.2.1.供电回路400V回路外部电源(400V)接入主开关Q1*,开关打开后通过滤波器V1,进下方四个并联的断 路器。经过断路器F1和继电器Q1后给半导体电源供电；经过F5及Q5后进入反应器R1,变频器T1和滤波器R2,给水泵供电；经过F6给空气过滤器供电；经过F7给所有的24V 模块供电。其中Q1,Q5与急停回路及激光器内部功能回路相关联，当急停断开或者激光器 报错时，继电器Q1和Q5会断开，以保证操作安全。24V回路除了 400V动力电，激光器所需要的其他所有直流，交流供电都由24V供电模块提供。其中T2与T2.1模块给激光器控制系统供电，包括所有的控制板卡，子系统，总线，传感器 等。T3给T10供电，T10将24V转换为230V交流电，输出功率300W。同时T3给用户仓 内24V接头供电，可以连接外部通讯模块或照明灯。T4为可编程加工镜头提供-24V,只有 用户配置了相应的镜头后才会安装。26zhuklTRUMPFTrumpf Standard TrainingTruDisk(4C)422.控制板卡及功能PSB3 板5321PSB3板的主要功能为开关机及24V电源分配。当收到开机信号时，位置2的开机回路 开始工作，继电器3吸合，随后左侧400V输入及输出接头导通，24V模块T2及T2.1上电 输出24V,连接到此板上，通过保险丝（5）后分配到激光器各路电源。CMDCMD板的主要功能为控制及监测供 电单元的各项功能及冷却循环的参数，通 过CAN bus与控制单元进行通讯。同时，之前提到的急停，开关机及控制盒界面也 在CMD板上，连接到X1,X2,X3接口便 于用户接线。I4B27zhuklTRUMPFTrumpf Standard TrainingTruDisk(4C)4.3.冷却循环单元 冷却泵浦模块及碟片，水温和压力严格受控。冷却腔体，泵浦单元，光学组件。冷却加工镜头。冷却半导体电源。冷却机箱冷却模块。18B3 B13water+5 .+20 Pmax 6 barAPmm 21,5 barI!B2 B4 忸转伞 丫 丫（4出B6Dl-water approx.70 I旁 31B8 B9令 A,I conductivity:.filling 10 pS 1 operation 150 qScontrol range 25 1 冷却循环分为内循环及外循环,有任何接触。外循环水通过热交换器冷却内部去离子水，相互之间没14 B62金外循环水通过阀门进入激光器，经过滤 网（8）,电磁阀（Q1）后进入热交换器，随后通 过阀门（7）排出。电磁阀为无级调控，与激 光器内部去离子水温度关联。内部循环使用去离子水，经过水泵（G1）后分成两路，一路经过亚微米过滤器后进入谐 振腔分水器，给碟片（15）和泵浦模块供水（16）,由于这部分光学组建对温度十分敏感,因此水压和温度都有传感器实时监控，如果超 出范围激光器会报警。另一路水给机箱冷却，半导体电源，光缆，镜头及其他光学组件供水。28zhuklTRUMPFTrumpf Standard TrainingTruDisk(4C)分水器激光器共有2个分水 器，一个在光学平台 上，还有一个在泵浦 单元后方。图中为泵 浦单元处分水器。可 见每一路输出都有检 测压力及温度。机箱冷却单元机箱冷却单元位于水循环系统的一侧，由风扇（1）及冷却管道组成（2）。冷却管道由 水循环系统供水，风扇输出的风经过冷却管道后降温，在激光器机箱内部循环，冷却各个控 制板卡及电器组件。29zhuklTRUMPFTrumpf Standard TrainingTruDisk(4C)4.4.半导体供电单元将400V交流电转换成直流电，供给半导体模块，产生泵浦激光。供电单元经过Q1继电器的这一路输出连接到DPS右下角的输入端，经过内部处理后从 顶端（5）输出大电流低电压的直流电给泵浦模块。由于此模块为大功率供电电源，发热量较 大，需要水冷（2,3）o同时，DPS通过Can Bus与控制系统通讯，实施校准输出功率。4.5.空气过滤单元空气过滤单元位于激光器右下方，用于给谐振腔及泵浦单元提供洁净干燥空气，在内部 形成正压，防止外部湿气及粉尘进入。30zhuklTRUMPFTrumpf Standard TrainingTruDisk(4C)4.6.控制单元控制系统由CPX控制电脑及各功能板卡组成，控制及监测激光器的所有功能参数，并 通过网线或者操作面板进行人机交互。4.6.1.控制板卡位置及功能1 2 3 4 5 6 7CPX(1)中央处理器模块，PLC通信都在这个模块。内有主芯片及存储介质，所有的操作系统，备份数据，对外人机交互,34569CPX上有4个网线接口，X0(1)用于连接外部总线模块，X1(2)为客户接口，可以任意设置IP地址，用于连接客户电脑。X2(4)为预留接口。X3(3)为服务接口，IP地址固定，一般 在通快工程师进行维护维修时使用。USB接口(5)一般连接碟片观察摄像头，供通快工程师检 修时使用，也可连接U盘进行数据备份，支持热插拔。接口(6)用于连接操作面板(选配)，其中开关机及急停 功能通过(7)转接到供电单元X3接口来实现。右侧一排接口为I/O通讯接口，中间6个插槽可配置现场总 线板卡。都可以实现外部P L C控制激光器。下方接口(8,9)用于系统维护及远程电话线连接。31zhuklTRUMPFTrumpf Standard TrainingTruDisk(4C)PBL(2)接受供电单元的24V直流电，转换成15V,12V,5V等系统及各传感器所需要的电源,给整个控制系统供电。75Diag.Error oe+24。4*1500-155 O O RES-PBL-18-19-25-00DLC2 激光数字控制板卡，CAN bus的终端，所有CAN bus上的模块的信号都最终传输到DLC板，同时能量计的信号也由DLC板接受。X1 X2模拟量输出X3散射光检测X8 Can-bus 接口X21 X22功率计接口32zhuklTRUMPFTrumpf Standard TrainingTruDisk(4C)ASV3(5)5ALM(8)负责光路开关的驱动，各光路的安全问 路。上层单独的对应中心光闸，下层对应各个 分光路。ALM相比ASV3多了 一个光缆检测 端口，等于将LLKM板的功能拆分到各个分 光路，此时单条光路的光缆出现问题将不会影 响到其他光路的工作，一般用于组成激光网络。在此组态下不需要LLKM板LLKMX7伺服 电机驱动 X22内部 功能回路 X24单通 道安全问 路X25双通 道安全问 路光缆检测板卡，可同时检测6条光缆，各回路串联在一起，只要有 一条回路异常，板卡就会发出报错信号，激光器停机。X1为前段安全回路供 电，如光缆有问题则中 断X3光缆监测回路X30oe2霞量X2DIX2X1LLKM18-21-40-0033zhuklTRUMPFTrumpf Standard TrainingTruDisk(4C)STC(7)检测散射光及光学平台的温度开关。X1腔体散射光X2 X3连接泵浦单元控制板X4散射光及温度开关X 3 1ipuc5pdb泵浦单元检测板及泵浦模块信号集成板。泵浦排单元检测板接受泵浦单元及对应分水器上的所有传感器信号及PDB板的输入信号,随后通过总线连接STC板。泵浦模块集成板将此泵浦单元上所有6个泵浦 模块信号集成后输出。PDBIPUCwith casingX3 STC2(18-2201-A3)STC2 Scalar igre Tem()er3M C3Hjr 234zhuklTRUMPFTrumpf Standard TrainingTruDisk(4C)AEF（4,选配）模拟量接受，可通过模拟电压或者 电流来实时控制激光功率等。一般在激 光功率变化实时性要求较高的加工中用1103（6,选配）可编程加工镜头控制板,运作，存储程序等。用于控制加工镜头控制单元各板卡通过HAAS-Bus总线与CPX通讯，CPX与外部进行交互。子系统DPS,ACL,CMD控制板卡通过CAN-Bus与DLC2连接，同时IPUC接入STC后也通过内部 CAN-Bus总线与DLC2连接。35zhuklTRUMPFTrumpf Standard TrainingTruDisk(4C)第四章激光器与外部通讯1.开关机及急停交互界面这三个界面在之前的介绍中已经提到，位于供电单元，连接到CMD控制板卡。1141.1.急停针脚定义如下:Pin No.DirectionJ SignalCommentLaser device EMERGENCY STOP button1I-E_STOP_1.8Break contact 1 of the4I-E_STOP_1.3EMERGENCY STOP button on the laser device.2I-E_STOP_2.8Break contact 2 of the3I一E_STOP_2.3EMERGENCY STOP button on the laser device.User-side EMERGENCY STOP loops6I一E_STOP_1.9EMERGENCY STOP loop 19I-E_STOP_1.27I一E_STOP_2.9EMERGENCY STOP loop 28I-E_STOP_2.2Reserve|5 NC10|nc11NCNot used12NC13NC14nc外部急停可以根据客户集成情况设计为双通道或者单通道，必修使用专用的急停按钮。36zhuklTRUMPFTrumpf Standard TrainingTruDisk(4C)双通道急停回路，外部急停按钮在激光器急停回路上:图中S1为激光器内部急停按钮（控制面 板上）外部急停按钮串联在激光器急停回路上 按下以后激光器光源及水循环停止工作，但控 制系统仍然运行。此种接线方式不影响外部设备，按下急停 后尽激光器停止。OVDC双通道急停回路，激光器急停按钮在外部急停回路上:单通道急停回路：如要设置单通道的急停回路，需要将 CMD板上跳针从A位置转换到B位置。zhukl外部需要安装急停继电器，激光器上的急 停按钮急外部急停按钮串联在一起，按下后外 部急停继电器Kx断开。急停通道连接到Kx上,外部设备也可以连接到Kx上，这样无论按哪 个急停，激光器及外部设备都进入急停状态。TRUMPFTrumpf Standard TrainingTruDisk(4C)1.2.开关机回路图中5位2 4伏输出信号，3为开机接 口，当S1闭合时，激光器开机。6为关机 信号接口，开关S2常闭，按下断开后激光 器关机。L1,L2,L3都是2 4伏信号灯输出，分别 为激光警示灯，报警及控制系统已启动。其 中警示灯必须连接，或者用2 K欧电阻短节,不然激光器无法正常出光。E1为急停指示信号，当急停回路闭合 时回路闭合E2为开机闭合信号，当激光器开机后,E2自动闭合，可以作为外部冷水机的启动 信号。注意：以上所有2 4V信号都不能超过 0.5A的电流。1.3.控制盒接口此接口用集成了开关机及急停功能，与专用控制盒连接，或者通过CPX转接后连接到 触摸屏。38zhuklTRUMPFTrumpf Standard TrainingTruDisk(4C)2.安全回路每个光闸对应的控制板，都有安全同路的接口，相互之间独立，当某个安全回路断开时,其他光路仍然可用。一般用于连接对应工作站的屏蔽门。中心光闸的安全回路可以根据现场 需要连接到安全回路总线上或者短接。右图为光闸控制板的接口示意图，其中 X24为单通道安全回路，以连接到光缆接口的 安全销，X25双通道安全0路用于连接客户工 作站。双通道中的两条回路必须同时闭合或者断 开，如果之间间隔超过100ms,光路会报错，需要复位。X21为激光警示灯，必须连接或者用2K欧 电阻短接，否则光路将不可用。39zhuklTRUMPFTrumpf Standard TrainingTruDisk(4C)3.外控信号及时序激光器通过总线板卡与外部PLC进行通讯。3.1.通讯板卡及CPX I/O总线图中按顺序4,3,2为第一组现场总线板插槽，7,6,5为第二组现场总线 插槽，可用总线板卡为DevicNet,Profi-Bus,Profi-Net等。由于内部 通讯采用堆叠方式，如有多块通讯板卡，则必须按照上述顺序依次排 列系统才能识别。m m 一 m m 号 m m 哥 雪件事HE W m H U G Orn*lslMMeNI日日OOC3 11 A左图ABC为I/O通讯总线接口，由外部24V信号控制，输 出信号也需要外部24V给电。I/O接口也可以分为三组，作为 独立的实时信号接口与其他通讯总线配合使用。3、小5、6 c40zhuklTRUMPFTrumpf Standard TrainingTruDisk(4C)3.2.TPB 总线通快自主研发的激光器专用通讯结构，可以扩展为profi-bus,I/O,Inter-bus,DevicNet等多种常用的现场总线接口.TPBBUS通过网线连接激光器CPX上的X0 口，另一端可以延展多个站，每个站上可 以连接多个端口，结构如下：S2 U1S1U1S1U1U2SnU1U2U3-T41zhuklTRUMPFTrumpf Standard TrainingTruDisk(4C)3.3.信号时序外部PLC给到激光器的主要信号为外控激活：激光器进入外控状态。激光打开：半导体泵浦模块上电。需求激光：激光器分配个这条总线使用，其他总线的触发信号无法启动程序。如 多条总线同时给需求信号，则第一个给出信号的可以触发，其他总线须等其前面 总线取消此信号后才能获得分配。向对应的，激光器也会给出受到外控，激光已打开，激光已分配等确认信号给到PLC.止匕外，PLC信号还可以选择光路，调用程序，打开导航激光，外部报错，设定功率，脉 冲时间，频率等等。激光程序预先编辑好存储在激光器内，外控信号通过调用程序号来调用相应的程序。激 光程序按时间特征可分为有限长度及无限长度。触发信号也分为静态信号及动态信号。动态触发有时间限制的激光程序：EX ACTIVATION外控，激光打开，分配激光信号为1,收到对应的反馈信号。此时如果所选中程 序对应的光路安全回路闭合，激光器无报 警及急停，则激光器会反馈Ready信号,表示随时可以触发激光程序。此时如改变 调用的程序，需要45ms(t1)才能重新 Ready.给出触发信号(PSTART_D YN)激光 程序开始运行。延时约150uS.程序运行到设定时间后自动结束，给 出Complete信号，并再次今入Ready 的状态(延时约50mS,t4),等待下一次 触发。REQUEST LASERROGRAM_%o Bet 0,Bit 7CS-AH7_S-ATICALPSTAR1J3YN-PROGJSTOPRESETFAULT_EXT-|NQU|RY_1INQUIRY.?LASERJS ONEX*ACTIVATION ACTIVEPROGJDOMPLETED rogcamcllZd-AsrAssiGsrp SER_READY PROG AC71VrFAULT LASERVONl-ORlNGSlK OPN二三-?二Pulse power|kW PH-Power measumg value _ _ of bo0rd QIC42zhuklTRUMPFTrumpf Standard TrainingTruDisk(4C)静态触发有时间限制的激光程序：EXT ACTUATION前期信号与动态信号一致。不同之处 为触发信号为静态(PSTART_STATICAL),信号在程序的整